جون يي: الساعة التي لن تخسر ثانية واحدة في 15 مليار سنة

في مكانٍ ما داخل مختبر في بولدر بولاية كولورادو، تتعلّق آلاف ذرات السترونتيوم في شبكة من ضوء الليزر، وتخفق كل ذرة منها مئات التريليونات من المرات في الثانية. والساعة التي تشكّلها بلغت من الثبات حدًّا يجعلها، لو تُركت تعمل، لا تكسب ثانية ولا تخسرها طوال خمسة عشر مليار سنة تقريبًا، أي ما يقارب عمر الكون. أما الرجل الذي بناها، جون يي (Jun Ye)، فقد وُلد في شنغهاي ونشأ في معظم طفولته في كنف جدّته، وفي الأول من أكتوبر 2026 أصبح من الفائزين بجائزة وولف في الفيزياء.

شنغهاي، 1967

وُلد جون يي عام 1967 في شنغهاي. كان أبوه ضابطًا في البحرية وأمه عالمة في شؤون البيئة، وقضى جانبًا كبيرًا من طفولته مع جدّته. نال البكالوريوس في الفيزياء من جامعة شنغهاي جياو تونغ عام 1989، ثم عبر المحيط الهادئ إلى جامعة نيو مكسيكو، حيث أتمّ الماجستير في البصريات الكمية النظرية عام 1991 تحت إشراف مارلان سكولي (Marlan Scully).

حائز نوبل في آخر الممر

انتقل إلى جامعة كولورادو بولدر لإعداد الدكتوراه، وأنهاها عام 1997 بإشراف جون إل. هول (John L. Hall)، الذي تقاسم جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2005 عن أعماله في دقة الليزر وأمشاط التردد. وبعد زمالة ميليكان في معهد كاليفورنيا للتقنية (كالتك) مع جيف كيمبل (Jeff Kimble)، عاد يي إلى بولدر عام 1999 للالتحاق بمعهد JILA، المعهد المشترك بين جامعة كولورادو والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، وصار زميلًا كاملًا فيه عام 2001. ومنذ ذلك الحين لم يغادره.

تعليم الذرات حفظ الوقت

الساعة الذرية تعدّ اهتزازات الذرة؛ وكلما ارتفع التردد وهدأت الذرة، كان النبض أدقّ. يبرّد يي ذرات السترونتيوم إلى ما يقارب الصفر المطلق ويحبسها في شبكة بصرية، وهي شبكة من ضوء الليزر الموقوف. ولأن الذرات بالكاد تتحرك، يستطيع الليزر أن يستقصي اهتزازها شديد الثبات طويلًا، فيصير هذا الاهتزاز نبض الساعة. وفي عام 2018 بلغت ساعته الغازية الكمية ثلاثية الأبعاد دقة كسرية قدرها 2.5 جزء من عشرة كوينتيليونات على مدى نحو ست ساعات. وفي عام 2022 استخدمت مجموعته الساعة لقياس الانزياح الأحمر الثقالي لأينشتاين (Einstein) عبر عيّنة لا يتجاوز ارتفاعها ملّيمترًا واحدًا، فرصدت الزمن وهو يجري أبطأ قليلًا جدًّا في أسفلها منه في أعلاها.

ولا تُعدّ هذه الساعات من الطرائف العلمية. فهي تحسّن الملاحة بالأقمار الصناعية والاتصالات، وترصد تغيّرات دقيقة في الجاذبية والمجالات المغناطيسية، وتختبر ما إذا كانت ثوابت الطبيعة ثابتة حقًّا. كما يعمل أيضًا على أمشاط التردد والمعلومات الكمية.

التكريمات

نال يي جائزة إ. إ. رابي في الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية عام 2007، والانتخاب إلى الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة عام 2011، ووسام الرتبة الرئاسية عام 2015، وجائزة نورمان ف. رامزي عام 2019، وجائزة الاختراق في الفيزياء الأساسية (أُعلنت عام 2021 واقتسمها مع هيديتوشي كاتوري (Hidetoshi Katori)) وميدالية الشرف من معهد نيلز بور عام 2022. وظهر في الفيلم الوثائقي «The Most Unknown» على نتفليكس عام 2018. وفي المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا يحمل خمس ميداليات ذهبية من وزارة التجارة.

لماذا يُلقَّب جون يي بالعبقري

حوّل يي علمًا هادئًا شبه مستحيل إلى أداة تقيس شكل الزمكان داخل المختبر. يطارد معظم العلماء ظواهر جديدة، أما يي فيطارد هامش خطأ أصغر، مرة بعد أخرى، حتى يصير هامش الخطأ نفسه هو الاكتشاف. فساعاته لا تخبرنا بالوقت فحسب، بل تخبرنا، بدقة لم يظن أحد أنها في المتناول، كيف يحفظ الكون الوقت.